Los científicos escanearon una sección del Atlántico Norte y revelaron los restos de lo que había sido un enorme pulso de roca caliente que inició un rápido evento de calentamiento climático hace 56 millones de años.
El evento climático, conocido como Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM, por sus siglas en inglés), calentó el clima ya cálido de la época en aproximadamente 5,6 °C debido a un salto en el CO atmosférico.2. Los niveles de ese gas de efecto invernadero aumentaron de unas 1120 partes por millón a unas 2020 ppm, mucho más que las 417 ppm actuales. Aunque no provocó una gran extinción, exterminó algunas criaturas de las profundidades marinas y plantas tropicales. Los científicos quieren comprender mejor el PETM, porque es un ejemplo de cómo reaccionó la Tierra ante un rápido aumento del CO atmosférico.2 un poco como lo que estamos experimentando actualmente, aunque partiendo de un clima cálido y sin hielo.
Encontrar una causa
Aunque la causa del PETM se ha debatido desde que se descubrió en la década de 1990, se ha acumulado cada vez más evidencia que apunta a cantidades masivas de CO2 y el metano emitido debido a la actividad volcánica en el Atlántico Norte como causa principal. Esta actividad creó lo que ahora se conoce como la Provincia Ígnea del Atlántico Norte, el mismo tipo de enorme fenómeno volcánico relacionado con la alteración del clima y las extinciones en otros momentos del pasado de la Tierra, como el final del Triásico, el final del Pérmico, el Jurásico temprano y otros. .
Pero hay un problema con esa explicación. El salto de temperatura al comienzo del PETM duró entre 3.000 y 10.000 años, mientras que la actividad ígnea duró mucho más, desde hace unos 63 a 54 millones de años. Si la actividad volcánica fue responsable del PETM, entonces algo extraordinario debe haber sucedido en el momento del calentamiento para distinguirlo del vulcanismo que lo precedió y lo siguió. Ese evento extraordinario parece haber sido una oleada geológicamente rápida de magma que invadió sedimentos ricos en petróleo y evaporó el CO2 y metano. Un artículo publicado en 2019 mostró cómo un enorme pulso de roca caliente del manto de una «pluma del manto» podría haber suministrado ese magma a medida que se extendía debajo de la corteza.
En diciembre, en la reunión de otoño de la Unión Geofísica Estadounidense en Chicago, el mismo equipo de científicos detrás del artículo de 2019 presentó evidencia preliminar de que hubo un gran pulso de roca caliente del manto, según lo que dejó atrás en el Atlántico Norte.
Sección transversal sísmica a través de la parte superior de la corteza del Atlántico Norte en Eriador Ridge: una protuberancia de corteza espesa. Gondor es un antiguo volcán aislado en el fondo del mar. Los números en la parte inferior son la edad aproximada de la corteza en millones de años.
Knight et al, AGU 2022 Póster V42F-0125.
«El modelo inicial muestra que tiene la estructura de la corteza que esperaríamos para una corteza oceánica espesa que se ha formado en respuesta a temperaturas del manto realmente altas», dijo Hazel Knight, Ph.D. candidato en la Universidad de Birmingham, Reino Unido, «Así que es muy bueno tener, que los resultados iniciales realmente respalden nuestra hipótesis».
Esa evidencia fue recopilada del lecho marino debajo de las aguas tormentosas del Atlántico Norte en mayo de 2021 por científicos del Reino Unido, Irlanda y Dinamarca. Registraron una sección transversal de 400 kilómetros de largo a través de la corteza terrestre creada usando ondas de choque en el océano hechas con aire comprimido y registraron los ecos de esas ondas de choque reflejadas en las capas de roca dentro de la corteza para hacer una «sección sísmica». Esa técnica no penetra lo suficientemente profundo como para obtener imágenes de toda la corteza, por lo que también desplegaron micrófonos especiales en el lecho marino, llamados «sismómetros del fondo del océano», para registrar las vibraciones que viajaron a través de la parte inferior de la corteza. Cuando se combinan los dos tipos de escaneos sísmicos, muestran las capas de sedimentos del lecho marino que cubren las rocas volcánicas y muestran el grosor de la corteza volcánica sobre el manto de la Tierra.
corteza al horno
Una corteza más gruesa indica que el manto estaba más caliente cuando se formó esa corteza: «Si hace mucho calor, se derretirán más cosas, entonces entrarán en erupción y se solidificarán para formar una corteza oceánica más gruesa», dijo Knight.
Y, debido a que la corteza en la sección sísmica es más joven en el oeste y más antigua en el este, proporciona un registro del cambio de temperatura del manto durante el tiempo previo al PETM y después. Muestra una gran protuberancia de corteza gruesa, llamada Eriador Ridge, que coincide con el tiempo del PETM y respalda la idea de que se produjo un pulso de roca caliente en el momento adecuado para desencadenar el evento climático.
Sin embargo, el valor real del trabajo vendrá una vez que las fechas a lo largo de la línea de la sección sísmica se refinen utilizando datos magnéticos que registró la expedición de 2021: “este será un envejecimiento muy, muy preciso porque está exactamente a lo largo de la [seismic] perfil”, dijo Knight.
Esas fechas precisas le dirán al equipo qué tan rápido el pulso del manto caliente se alejó de donde inicialmente rompió la corteza, cerca de donde está Islandia hoy, hacia Eriador Ridge, a 700 millas (1,000 km) de distancia. «Tomó algún tiempo para que este pulso se extendiera, y la velocidad de eso es… otra cosa realmente importante para nuestras estimaciones de qué tan rápido se liberó el carbono», dijo Knight. “Si este pulso se propaga muy lentamente, se liberará la misma cantidad de carbono durante mucho tiempo; versus si se propaga muy rápido, todo ese carbono se liberará muy rápidamente”.
La importancia de esto es que, hasta ahora, la cantidad de carbono liberado para generar el PETM se ha calculado a partir de los efectos secundarios de las emisiones, cosas como los cambios en la química del océano registrados en los fósiles de plancton que vivían en ese momento. Pero los colegas de Knight en la Universidad de Birmingham podrán abordar el cálculo de las emisiones desde el otro extremo, calculando cuánto CO2 en realidad fue emitido por las lavas y los sedimentos cocidos por magma.
“Estamos estimando la liberación de carbono directamente de la fuente en lugar de estimar el carbono liberado por el efecto que tuvo en las cosas que han cambiado”, explicó Knight.